CN112423963B - 具有补偿层的塑料装饰板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的塑料装饰板(1、100、200)，其包括：可见侧(2)和内侧(4)；由透明的聚合物材料制成的载体层(6)，该载体层具有连续延伸的基本壁厚(14*)和至少一个尤其是箭头形、四面体形、金字塔形、锥形或直角平形六面体形的凹部(11)，在该凹部处在载体层的内侧上构造有至少一个壁厚跳变(15)；以及设置在载体层的可见表面(22)上的补偿层(20)，本发明还涉及一种用于制造塑料装饰板的方法。

Description

具有补偿层的塑料装饰板
技术领域
本发明涉及一种具有可见侧和内侧的塑料装饰板以及一种用于制造这种塑料装饰板的方法。
背景技术
下面以用于机动车的外部装饰板为例来描述本发明，尽管外部装饰板本身可独立于塑料装饰板的应用被使用。
对于机动车外壳的不同区域越来越多地使用塑料装饰板来例如代替先前使用的金属板部件。为了实现所使用的塑料装饰板的高质量视觉观感，有时将其设计为，使得其表面看上去不是单色的，而是例如由观看者装饰和/或感觉有3D外观。这种塑料装饰板通常具有载体层，该载体层赋予塑料装饰板坚固的实体结构。
为了升级外观，一种方式例如是将适当加工的薄膜结构(其必要时具有多个层)粘贴到载体层的可见侧上。例如在WO 2017/215840 A1中描述了这种塑料装饰板。
另一种方式是所谓的玻璃后面设计(Hinterglasdesign)，即，使用透明的载体层，在该载体层中为了突出外观在载体层内侧上必要时组合地施加适当结构化的薄膜和/或PVD涂层(PVD＝物理气相沉积)。为了实现3D外观，例如可从内表面开始在载体层的内侧上设置金字塔形的凹部，该凹部与PVD涂层结合反射入射光，从而为观看者提供三维效果(尤其是深度效果)。
此类由透明的聚合物构成的塑料装饰板的制造通常例如在注塑模具中进行并且必须遵从塑料技术的设计准则，以便能够生产没有表面缺陷或具有几乎不可见的表面缺陷(如凹陷或连接缝)的构件。
DE 102013223649 A1公开了一种车辆装饰板和一种用于制造具有多层层压结构的车辆装饰板的注塑方法，其中，高光泽层和载体层在两个彼此独立的工艺步骤中作为单独的塑料构件注塑成形并且在随后的接合步骤中彼此材料锁合地连接。由此实现高光泽层的材料厚度减小。
然而，为了制造具有透明载体层和三维深度效果的塑料装饰板，载体层必须具有壁厚跳变，例如以从载体层的内表面延伸向可见表面的凹部的形式。该壁厚跳变引起可见侧的表面不平度，其只能耗费地借助上述方法来补偿。
即使是事后涂装保护漆也无法补救表面不平度，所述保护漆例如作为淋漆或喷漆常常被施加在可见侧上以防紫外线老化和/或划痕；正好相反，之前产生的缺陷更加明显。
发明内容
在此背景下，本发明的任务在于改进具有透明载体层的塑料装饰板，所述载体层具有壁厚跳变。
所述任务通过根据本发明的塑料装饰板和通过根据本发明的用于制造塑料装饰板的方法得以解决。
现在，本发明尤其是基于以下构思：代替传统的涂漆作为补偿层使用耐磨的塑料材料，该塑料材料例如在第二注塑过程中或通过流动涂布(Fluten)被施加到载体层的可见侧上，该步骤在用于制造载体层的第一注塑过程下游尤其是直接进行。当然，这两个步骤也可以更大的时间间隔进行。因此在任何情况下都可通过施加的补偿层在载体层的可见侧上补偿载体层的小的表面不平度或粗糙度。
通过将例如稀液状的聚氨酯(PUR)组分用作补偿层，可实现0.2至1.5mm量级的非常薄的层厚度并且可掩盖载体层中的凹陷。可掩盖的凹陷的最大尺寸为100μm的量级并且还与所使用的补偿层壁厚有关。
通过省却事后的涂漆作为补偿层，还减少了用于原本需要的涂漆设备的成本。但也需要更耗费的注塑装置和更复杂的模具技术，以便能够在注塑单元中制造载体层并且随后涂覆补偿层。
通过直接涂层可降低各种影响的风险，因为涂层过程必要时可完全在闭合的模具中进行。
如果为补偿层使用聚氨酯材料，则通过PUR系统的补偿效果可增加以该方法制造的塑料部件的成型自由度。此外，PUR系统具有自修复作用，其可在一定的复位时间后和/或借助热作用加剧地使划痕再次从表面消失。由于机动车通过塑料装饰板可见侧的无瑕外观会在更长时间中留下高质量的印象，因而可为客户带来更高的附加值。此外，表面涂层的质量尤其是与喷漆相比明显更高，因为在该方法中不会在构件边缘处产生表面波纹(橘皮)或肥边缘(Fettkante)。
根据本发明的第一方面，提供一种用于机动车的塑料装饰板，该塑料装饰板尤其是外部装饰板、如前部装饰板、通风格栅、B柱装饰板或车尾装饰板。所述塑料装饰板至少包括：
a)可见侧和内侧，尤其是在塑料装饰板的安装状态中可见侧朝向观看者。
b)由透明的聚合物材料制成的、尤其是具有热塑性聚碳酸酯(PC)的载体层，该载体层具有连续延伸的、尤其是恒定的基本壁厚和至少一个尤其是四面体形、箭头形、金字塔形、锥形或直角平形六面体形的凹部，在该凹部处在载体层的内侧上构造有至少一个壁厚跳变，即载体层在该位置处尤其是具有不连续的壁厚发展，从而在凹部区域中载体层的壁厚小于基本壁厚。
c)设置在载体层的可见侧、尤其是可见表面上的补偿层，其尤其是以没有肉眼可见的间隙的方式被施加，所述补偿层具有透明的聚合物材料、尤其是PUR材料。
为了辅助补偿在载体层的可见表面上的不平度，根据一种实施方式，补偿层在其内侧上仿形在载体层的可见表面中的缺陷位置、尤其是不连续性或不平度，但尤其是具有连续延伸的可见侧。为此尤其是将用于制造补偿层的可见侧的铸模构造成至少关于其模具表面连续延伸。
尤其是为了能够利用PUR系统的关于划痕的自修复作用，根据一种实施方式，补偿层的透明的聚合物材料具有聚氨酯。尤其是使用如下PUR材料，其在注塑时可稀液状地处理，以确保补偿层精确且无间隙地成形到载体层上。
根据本发明的另一方面，提供一种用于制造根据本发明的实施方式的塑料装饰板的方法。所述方法至少包括下述方法步骤：i)由第一种透明的聚合物材料注塑载体层；ii)直接在载体层的可见侧上由第二种透明的聚合物材料注塑或流动涂布补偿层。
术语“透明”在当前尤其是指塑料装饰板的组成部分或材料，其对于可见光范围内的入射光的透射率大于70％。术语“不透明”在当前尤其是指塑料装饰板的组成部分或材料，其对于可见光范围内的入射光的透射率小于30％。
“壁厚的连续延伸”在当前尤其是应理解为壁厚沿层状构件(如载体层)侧面的延伸仅以如下程度变化，即，变化函数(＝壁厚的导数)在整个延伸上是限定的。
为了实现塑料装饰板的柔性设计，根据一种实施方式，载体层是双弯曲的。
根据一种实施方式，载体层具有至少一个强调区域，在该强调区域中壁厚小于基本壁厚，尤其是因为在那里设置有凹部，该凹部导致壁厚跳变。由此，在从可见侧观看塑料装饰板时，可将三维视觉效果、如深度效果传达给观看者。
尤其是，根据一种实施方式，强调区域具有从载体层内表面开始的尤其是箭头形、四面体形、金字塔形、锥形或直角平形六面体形的凹部。因此可实现特别好的三维视觉效果、如深度效果。尤其是在凹部区域中壁厚小于凹部周围的壁厚，在那里载体层尤其是具有基本壁厚。
“载体层的基本壁厚”在当前尤其是应理解为载体层在凹部、尤其是强调区域的周围中的特定位置处具有的壁厚。
为了平面的深度效果，根据一种实施方式，载体层具有多个尤其是规则的、如均匀分布的凹部。
为了使塑料装饰板的重量和成本保持较低，根据一种实施方式，补偿层的壁厚为0.2至1.5mm、尤其是0.3至0.5mm。
为了调整视觉效果、尤其是深度效果，根据不同设计设置掩蔽层和/或内覆盖层，它们设置在载体层的内侧上。掩蔽层例如可通过着色涂层、如优选适合的衬膜(Folierung)和/或通过打印掩蔽区域施加在载体层的内表面上(尤其是在凹部之外)。内覆盖层例如可被涂漆、打印和/或借助PVD方法(物理气相沉积)来施加，以便根据不同设计调整视觉效果。
为了能够补偿在载体层的可见侧上出现的表面缺陷，根据一种实施方式这样实施所述制造方法，使得在浇铸补偿层之前载体层至少部分地时效硬化。
为了能够用简单的模具制造塑料装饰板，根据一种实施方式，在第一模腔中浇铸载体层并且在第二模腔中浇铸补偿层。尤其是模具包括至少三个模具半部，其中，两个模具半部形成第一模腔并且第三模具半部又分配给第一模具半部，从而形成第二模腔。于是在打开模具之后，载体层保留在第二模具半部中并且不从模具中移除。
为了能够尽可能快速地制造塑料装饰板，根据一种实施方式，在浇铸载体层之后，将注塑模腔的形成载体层可见侧的模具壁后移尤其是补偿层的希望的壁厚，并且随后注入第二种聚合物材料。
为了能够使用具有一个浇铸步骤中的标准注塑模具，根据一种实施方式，在注塑机上的一个单独的注塑模具中制造载体层并且随后将其放置在另一模具中并用稀液状的聚氨酯聚合物对其进行包封浇铸(übergieβen)。
附图说明
本发明的其它优点和应用可能性由下述结合附图的说明给出。附图如下：
图1示意性示出根据本发明一种示例性实施方式的塑料装饰板的横截面局部；
图2示意性示出根据本发明另一种示例性实施方式的塑料装饰板的横截面；
图3示意性示出用于制造根据图2的塑料装饰板的方法的不同步骤；
图4以斜视图示出根据本发明另一种示例性实施方式的塑料装饰板。
具体实施方式
图1以横截面图示出根据本发明的一种示例性实施方式的塑料装饰板1，从而在左侧示出塑料装饰板1的可见侧2并在右侧示出内侧4。塑料装饰板1具有由透明的热塑性聚碳酸酯(PC)制成的载体层6。
图1仅示出在载体层6中的凹部11的周围，该凹部从载体层6的内表面12延伸到其层状体中。载体层6在凹部11之外具有基本壁厚14*。凹部11本身伸入层状体中，使得该层状体在凹部区域中具有最小壁厚14。因此，在凹部11处由基本壁厚14*和最小壁厚14之间的差形成壁厚跳变15。在壁厚跳变15处，壁厚发展不是连续的，而是跳变的。
通过凹部11，载体层6在可见侧2上可具有可见表面22的示意性示出的最小不平度(统称为缺陷位置23)。
在载体层6的可见侧2上设置有透明的补偿层20，该补偿层不仅保护载体层的可见表面22免受磨损，而且也补偿缺陷位置23。在本实施例中，补偿层20由透明的聚氨酯材料制成，其补偿可能存在的缺陷位置23并且其自身具有连续的、尤其是平坦和/或光滑的可见表面21。
通常，尤其是在载体层6的基本壁厚14*在3mm至6mm之间和/或变化的情况下(这是机动车中的外部装饰板的载体层6的常见基本壁厚范围)，补偿层20为0.3至0.5mm厚。
尽管图1是简化示意图，但载体层6可全部或在局部区域中构造成单弯曲或双弯曲的。另外，载体层可具有恒定的或连续延伸的基本壁厚14*。
图2以横截面图示出根据本发明的一种示例性实施方式的塑料装饰板100，从而在左侧示出塑料装饰板100的可见侧2并在右侧示出内侧4。
塑料装饰板100具有由透明的热塑性聚碳酸酯(PC)制成的载体层6。
在载体层6的可见侧2上设置有透明的补偿层20，其保护载体层的可见表面22免受磨损。在本实施例中，补偿层20由透明的聚氨酯材料制成，其补偿可能存在的缺陷位置23并且其自身具有连续的、尤其是平坦和/或光滑的可见表面21。
塑料装饰板100的载体层6在其内侧4上具有掩蔽区域8和多个彼此间隔开的强调区域10。掩蔽区域8和强调区域10共同形成载体层6(或其至少一部分)的内表面12。
尽管图2是简化示意图，但载体层6可全部或在局部区域中构造成单弯曲或双弯曲的。另外，载体层可具有恒定的或连续延伸的基本壁厚14*。
掩蔽区域8设置在内表面12的具有基本壁厚14*的局部区域上。每个强调区域10设置在内表面12的壁厚14构造得小于在载体层6的该位置上的基本壁厚14*的、尤其是具有不连续的壁厚跳变15的局部区域上。
在所示实施例中，每个强调区域10具有一个四面体形的凹部11，其从载体层6的内表面12开始。通过四面体形的凹部11，载体层在可见侧2上可具有可见表面22的示意性示出的缺陷位置23。
在内表面12的构造有掩蔽区域8的部分上，塑料装饰板100具有掩蔽层16，该掩蔽层通过衬膜或借助于印刷油墨形成，其被直接施加到内表面12上。在强调区域10中基本上不形成掩蔽层。
在整个内表面12上——即在掩蔽区域8和强调区域10上——在内侧上设置有不透明的内覆盖层18，该内覆盖层在本实施例中借助PVD方法施加。
区域8和10对于补偿缺陷位置23并非强制必要的，因此在本实施例中仅作为常见的、但可选的设计方案示出。
在载体层6的可见侧2上设置有透明的补偿层20，该补偿层保护载体层的可见表面22免受磨损和环境影响。在本实施例中，补偿层20由透明的聚氨酯材料制成，其补偿可能存在的缺陷位置23并且其自身具有光滑的可见表面21。
在本实施例中，所有提到的层——补偿层20、载体层6、掩蔽层16和内覆盖层18——均不含金属，或者如果使用金属材料，则构造得足够薄，以对于塑料装饰板100的传感器透明设计具有适合的低电导率。传感器透明设计尤其是可理解为在76-77GHz频带内的低雷达衰减和低雷达反射，使得例如雷达传感器可设置在塑料装饰板后面并在运行中监控塑料装饰板前面的感应区。
在图3a-d中示意性示出用于制造根据图2的塑料装饰板100的方法的不同步骤。
在图3a中高度简化地示出注塑设备50，其在视图中用闭合的第一铸模51表示。第一模具51构成载体层6的希望形状的适合设计的阴模。在实施该方法时，PC材料被注入模具中并且至少部分地时效硬化。
在图3b中示出处于闭合状态的第二铸模52，充分时效硬化的载体层6在其自身成形之后被放置到该第二铸模中。在第二铸模52中为了实施该方法将稀液状的PUR材料浇铸到载体层6的可见表面22上。以此方式可补偿缺陷位置23。
图3c和图3b中描述的制造步骤仅对于具有深度效果的常见塑料装饰板是必要的，但对于补偿缺陷位置并非强制必要的。
在图3c中示出打印头30，其在掩蔽区域8中打印掩蔽层16，在此空出强调区域10。打印头30构造用于沿示意性示出的移动装置31三维地沿内表面12并且尤其是在掩蔽区域8中移动。作为替代方案，也可借助衬膜或涂漆来施加掩蔽。
在图3d中，载体层6在掩蔽区域8中完成打印或完成被衬膜装饰。在载体层6的如此打印的内表面12上借助PVD装置40施加内覆盖层18，来自PVD装置40的溶解的颗粒沉积在该内覆盖层上，更确切地说既在掩蔽区域8中也在强调区域10中。
在图4中以从可见侧2的斜视图示出根据本发明另一种示例性实施方式的用于机动车的前部塑料装饰板200，使得观看者看向补偿层20的可见表面21。除了框架之外，打印有掩蔽层16的掩蔽区域8显示为黑色，该掩蔽区域因印刷油墨而呈暗色。
凹部11由此得以突出，在其相应的强调区域10中未施加印刷油墨，因此较浅的内覆盖层18将入射光经透明的载体层6在透明的补偿层20周围反射。由此可实现明显的三维视觉效果，该效果可通过浇铸到载体层上的PUR补偿层20作用于观看者，所述PUR补偿层具有不可见的或变得不明显可见的缺陷位置23。
通常，尤其是在载体层6的基本壁厚14*在3mm至6mm之间变化的情况下，补偿层20的厚度为0.2至1.5mm。与此相比，打印的掩蔽层16和(PVD)溅射的内覆盖层18具有微米和/或纳米范围内的可忽略的层厚度。
附图标记列表
1 塑料装饰板
2 可见侧
4 内侧
6 载体层
8 掩蔽区域
10 强调区域
11 凹部
12 内表面
14 壁厚
14* 基本壁厚
15 壁厚跳变
16 掩蔽层
18 内覆盖层
20 补偿层
21 补偿层的可见表面
22 载体层的可见表面
23 缺陷位置
30 打印装置
31 移动装置
40 PVD装置
50 注塑设备
51 第一铸模
52 第二铸模
100 塑料装饰板
200 机动车的前部塑料装饰板

Claims (16)

1.用于机动车的塑料装饰板，包括：
-可见侧(2)和内侧(4)，在塑料装饰板的安装状态中所述可见侧朝向观看者，
-由透明的聚合物材料制成的载体层(6)，该载体层具有连续延伸的基本壁厚(14*)和至少一个凹部(11)，在该凹部处在所述载体层的内侧上构造有至少一个壁厚跳变(15)，在所述凹部(11)的区域中载体层(6)的壁厚小于所述基本壁厚，并且通过所述凹部(11)，载体层(6)在可见表面(22)中具有缺陷位置(23)，
-设置在所述载体层的可见表面(22)上的补偿层(20)，该补偿层具有透明的聚合物材料，所述补偿层(20)设置在所述塑料装饰板的可见侧并且补偿所述缺陷位置(23)。
2.根据权利要求1所述的塑料装饰板，其特征在于，所述连续延伸的基本壁厚(14*)是恒定的。
3.根据权利要求1所述的塑料装饰板，其特征在于，所述至少一个凹部(11)是箭头形、四面体形、金字塔形、锥形或直角平形六面体形的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的塑料装饰板，其特征在于，所述补偿层在其内侧上仿形在所述载体层的可见表面中的缺陷位置(23)，但具有连续延伸的可见侧(2)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的塑料装饰板，其特征在于，所述补偿层的透明的聚合物材料具有聚氨酯。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的塑料装饰板，其特征在于，所述补偿层的壁厚为0.2mm至1.5mm。
7.根据权利要求6所述的塑料装饰板，其特征在于，所述补偿层的壁厚为0.3mm至0.5mm。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的塑料装饰板，其特征在于，所述载体层是双弯曲的。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的塑料装饰板，其特征在于，设有设置在所述载体层的内侧上的掩蔽层(16)和/或内覆盖层(18)。
10.用于制造根据权利要求1至9中任一项所述的塑料装饰板的方法，其特征在于下述步骤：
-由第一种透明的聚合物材料注塑载体层(6)；
-直接在所述载体层的可见表面(22)上由第二种透明的聚合物材料注塑或流动涂布补偿层(20)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在浇铸所述补偿层之前，至少部分地时效硬化所述载体层。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在第一模腔(51)中浇铸所述载体层并且在第二模腔(52)中浇铸所述补偿层。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在注塑设备(50)的第一模腔(51)中浇铸所述载体层并且在注塑设备(50)的第二模腔(52)中浇铸所述补偿层。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在浇铸所述载体层之后，将注塑模腔的形成所述载体层的可见侧的模具壁后移，并且随后注入第二种聚合物材料。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在浇铸所述载体层之后，将注塑模腔的形成所述载体层的可见侧的模具壁以补偿层的希望的壁厚后移。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在注塑机上的一个单独的注塑模具中制造所述载体层并且随后将该载体层放置在另一模具中并用补偿层对该载体层进行包封浇铸。
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